SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH ðOÀN TP. HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH VƯỜN ƯƠM SÁNG TẠO KH-CN TRẺ BÁO CÁO NGHIỆM THU (ðã chỉnh sửa theo góp ý của Hội ñồng nghiệm thu ngày 28 tháng 4 năm 2009) THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÁY IN LỤA MỘT MÀ DẠNG PHẲNG KHỔ LỚN 1000x800mm CHỦ NHIỆM ðỀ TÀI: ThS. TRƯƠNG CÔNG TIỄN CƠ QUAN CHỦ TRÌ: Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 5/ 2009 I BÁO CÁO NGHIỆM THU Tên ñề tài: Thiết kế chế tạo máy in lụa dạng phẳng khổ lớn 1000mm × 800mm Chủ nhiệm ñề tài: ThS. Trương Công Tiễn Cơ quan chủ trì: Trung Tâm Phát Triển Khoa Học & Công Nghệ Trẻ - Thành ðoàn Thành Phố Hồ Chi Minh Thời gian thực hiện ñề tài: 18 tháng Kinh phí ñược duyệt: 50.000.000 VNð Kinh phí ñã cấp: theo TB số : TB-SKHCN ngày / / Mục tiêu: Nhằm nghiên cứu thiết kế chế tạo máy in lụa khổ lớn, bán tự ñộng với chất lượng và giá thành có thể chấp nhận ñược ở thị trường Việt Nam (thấp hơn so với giá máy Trung Quốc) Nội dung: Nội dung nghiên cứu gồm các bước sau: Công việc dự kiến Công việc ñã thực hiện 1. Tìm hiểu nguyên lý in và các loại máy tương tự trên thế giới (qua Internet) 2. So sánh các phương án và chọn phương án thiết kế thích hợp 3. Lập sơ ñồ ñộng 4. Tính toán thiết kế các chi tiết máy 5. Chế tạo 6. Lắp ráp 7. Chạy thử và kiểm chứng kết quả 1. 100% 2. 100% 3. 100% 4. 100% 5. 100% 6. 100% 7. 100% II TÓM TẮT Hiện nay, thao tác in lụa với diện tích in khổ lớn khi thực hiện bằng tay sẽ gặp nhiều khó khăn: tốn nhân công, cường ñộ lao ñộng cao, chất lượng thấp. Các máy nhập ngoại giá thành lại quá cao. Việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy loại này là thật sự cần thiết. Nội dung nghiên cứu gồm tập trung vào tìm hiểu nguyên lý in, các loại máy in lụa tương tự trên thế giới và chọn phương án thiết kế thích hợp. Sau ñó tiến hành lập sơ ñồ ñộng, thiết kế các chi tiết máy, chế tạo, lắp ráp, chạy thử và kiểm chứng kết quả. ABSTRACT Nowadays, the manual operation of screen printing on large size is very difficult such as: to pay for the labour, hard work, low quality,… The importing machine has high cost. The science, designing and manufacture of this machine are actually necessary. The contents of science find out about the principle of screen printing, the similar machine on the world and the suitable design. Then, to set up moving diagram, to design all of parts of the machine, to manufacture, to assemble the parts, to give the engine a trial run and to verify the result. III MỤC LỤC Trang Mở ñầu I Tóm tắt II Mục lục III Danh sách bảng V Danh sách hình VI Bảng quyết toán VIII Chương 1: Tổng quan 1 1.1 Kỹ thuật in lụa 1 1.1.1 Phân loại kỹ thuật in lụa 2 1.1.2 Làm khuôn in 2 1.1.3 Bàn in, dao gạt 3 1.1.4 Chất nhuộm màu và hồ in 4 1.1.5 In ấn 4 1.1.6 Một số kiểu in ñặt biệt 6 1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 6 1.2.1 Ở các công ty, nhà máy 6 1.2.2 Các ñơn vị nghiên cứu 7 1.3 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 8 1.4 Phạm vi và ñối tượng của ñề tài 9 Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu 10 2.1 Tìm hiểu nguyên lý máy in lụa 10 2.2 Phân tích và lựa chọn phương án thích hợp 11 2.2.1 Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế cụm in 12 2.2.1.1 Phương án 1: Truyền ñộng bằng cam – tay biên 12 2.2.1.2 Phương án 2: Truyền ñộng bằng xích 14 2.2.1.3 Phương án 3: Truyền ñộng bằng khí nén 15 2.2.1.4 ðánh giá và lựa chọn phương án 15 IV 2.2.2 Phân tích và lựa chọn phương án thiết kế cụm nâng hạ 16 2.2.2.1 Phương án 1: Nâng hạ cụm in 16 2.2.2.2 Phương án 2: Nâng hạ bàn in 17 2.2.2.3 ðánh giá và lựa chọn phương án 17 2.2.3 Kết luận 18 2.3 Thiết kế các kết cấu máy 18 2.3.1 Thân máy 18 2.3.2 Cụm bàn in 19 2.3.2.1 Cụm truyền ñộng nâng 19 2.3.2.2 Bàn in 20 2.3.2 Cơ cấu kẹp khung 21 2.3.4 Cụm in 22 2.3.4.1 Kết cấu cụm in - gạt mực 22 2.3.4.2 Cơ cấu truyền ñộng 24 2.4 Kết luận 25 2.5 Tính toán 26 2.5.1 Tính toán ñộng cơ nâng bàn in 26 2.5.2 ðộng cơ kéo dao in 26 Chương 3: Kết quả và thảo luận 27 3.1 Kết quả và thảo luận khâu thiết kế 27 3.2 Tính sáng tạo và khả năng ứng dụng thực tế 30 3.3 Giá thành và thời gian chế tạo 30 3.3.1 Giá thành 30 3.3.2 Thời gian chế tạo 33 Chương 4: Kết luận và kiến nghị 34 4.1 Kết luận 34 Tài liệu tham khảo 35 V DANH SÁCH BẢNG SỐ TÊN BẢNG SỐ LIỆU TRANG 2.1 ðánh giá và lựa chọn phương án 15 2.2 ðánh giá và lựa chọn phương án 17 2.3 Bảng liệt kê chi tiết thân máy 18 2.4 Bảng liệt kê chi tiết cụm truyền ñộng nâng 24 2.5 Bảng liệt kê chi tiết cụm bàn in 21 2.6 Bảng liệt kê chi tiết cụm cơ cấu kẹp khung 22 2.7 Liệt kê chi tiết cụm in - gạt mực 23 2.8 Liệt kê chi tiết cơ cấu truyền ñộng 24 3.1 Liệt kê chi tiết giá thành máy 31 VI DANH SÁCH HÌNH SỐ TÊN HÌNH ẢNH TRANG 1.1 Mô phỏng nguyên lí in lụa 1 1.2 Lưới in ñã chụp bản và một sản phẩm in lụa 4 1.3 Các công ñoạn in trên thực tế 5 1.4 Một số sản phẩm của công ty Cenintec 7 1.5 Máy in lụa khổ A3 ñăng tại websize của MKEC Co., Ltd 7 1.6 Máy in lụa khổ A3 Công ty TNHH TM-DV chế tạo ðại An Cường 7 1.7 Máy in lụa bán tự ñộng có kích thước bàn in vừa 8 1.8 Máy in lụa bán tự ñộng có kích thước bàn in lớn 8 2.1 Các thao tác in lụa 10 2.2 Sơ ñồ nguyên lý máy in lụa 11 2.3 Sơ ñồ bố trí cụm dao in truyền ñộng bằng cơ 12 2.4 Sơ ñồ hoạt ñộng khi in 12 2.5 Sơ ñồ hoạt ñộng khi gạt mực 13 2.6 Sơ ñồ truyền ñộng khi in 13 2.7 Sơ ñồ truyền ñộng khi gạt mực 14 2.8 Sơ ñồ truyền ñộng bằng xích 14 2.9 Sơ ñồ truyền ñộng bằng xích 15 2.10 Sơ ñồ nâng hạ cụm in 16 2.11 Sơ ñồ nâng hạ bàn in 17 2.12 Thân máy 18 2.13 Cụm bàn in 19 2.14 Cụm truyền ñộng nâng 19 VII 2.15 Kết cấu bàn in 20 2.16 Cơ cấu kẹp khung 21 2.17 Kết cấu cụm in 22 2.18 Kết cấu cụm in - gạt mục 23 2.19 Các chi tiết chính trên cụm in - gạt mực 23 2.20 Cơ cấu truyền ñộng cụm in 24 2.21 Kết cấu máy in lụa một màu khổ lớn 25 2.22 Cam nâng hạ bàn in 26 3.1 Tổng thể máy 27 3.2 Tổng thể máy ñã ñược chế tạo 28 3.3 Cụm ñiều chỉnh cao ñộ bàn in 28 3.4 ðộng cơ truyền ñộng in 28 3.5 Cụm dao in 28 3.6 29 3.7 29 3.8 29 3.9 29 1 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 1.1 Kỹ thuật in lụa Theo tài liệu của bách khoa toàn thư mở wikipedia, in lụa là một dạng trong kỹ thuật in ấn. In lụa là tên thông dụng do giới thợ ñặt ra xuất phát từ lúc bản lưới của khuôn in làm bằng tơ lụa. Sau ñó, khi mà bản lưới lụa có thể thay thế bởi các vật liệu khác như vải bông, vải sợi hóa học, lưới kim loại ñể làm thì tên gọi ñược mở rộng như là in lưới. In lụa thực hiện theo nguyên lý giống như in mực dầu trên giấy nến theo nguyên lý chỉ một phần mực in ñược thấm qua lưới in, in lên vật liệu in bởi trước ñó, một số mắt lưới khác ñã ñược bịt kín bởi hóa chất chuyên dùng. Kỹ thuật này có thể áp dụng cho nhiều vật liệu cần in như nilông, vải, thủy tinh, mặt ñồng hồ, mạch ñiện tử, một số sản phẩm kim loại, gỗ, giấy hoặc sử dụng thay cho phương pháp vẽ dưới men trong sản xuất gạch men. Hình 1.1 Mô phỏng nguyên lí in lụa Kỹ thuật này ñược Châu Âu sử dụng vào năm 1925 với việc in trên giấy, bìa, thuỷ tinh, tấm kim loại, vải giả da. Nhưng, hơn 1000 năm trước "người ta phát minh ra rằng sợi tơ khi kéo căng trên một khung gỗ, với hình ảnh khuôn tô gắn phía dưới khung bằng keo hồ có thể dùng ñể sao chép các hình ảnh nhiều lần trên nhiều vật liệu khác nhau bằng cách phết mực xuyên qua các lỗ tròn khuôn tụ". Những công trình nghiên cứu sử dụng vải tơ làm lưới in sau ñó ñược tiến hành tại Pháp và ðức trong khoảng thập niên 1870. Sau ñó tại Anh Quốc, vào năm 1907, Samuel Simon ñã sáng chế ra quá trình làm lưới bằng các sợi tơ. Năm 1914, tại San Francisco, California, phương pháp in lưới nhiều màu ñược John Pilsworth phát triển. 2 1.1.1 Phân loại kỹ thuật in lụa Theo cách thức sử dụng khuôn in, có thể gọi tên in lụa theo các kiểu sau: - In lụa trên bàn in thủ công - In lụa trên bàn in có cơ khí hóa một số thao tác - In lụa trên máy in tự ñộng Theo hình dạng khuôn in, có thể phân làm 2 loại: - In dùng khuôn lưới phẳng - In dùng khuôn lưới tròn kiểu thùng quay Theo phương pháp in, có tên gọi: - In trực tiếp: là kiểu in trên sản phẩm có màu nền trắng hoặc màu nhạt, màu nền không ảnh hưởng ñến màu in - In phá gắn: là kiểu in trên sản phẩm có nền màu, mực in phải phá ñược màu của nền và gắn ñược màu cần in lên sản phẩm. - In dự phòng: là in trên sản phẩm có màu nhưng không thể dùng kiểu in phá gắn ñược Cho dù in thủ công, bán thủ công hay thực hiện bằng máy thì kỹ thuật in lụa cũng bao gồm những công ñoạn chính như sau: làm khuôn in; chế tạo bàn in, dao gạt; pha chế chất tạo màu, hồ in; và in. 1.1.2 Làm khuôn in Khuôn in có thể làm bằng gỗ hay kim loại, trên ñó ñược căng tấm lưới ñã tạo những lỗ trống ñể mực in có thể chảy qua trong quá trình in. Quá trình tạo những lỗ trống ñược gọi là "chuyển hình ảnh cần in" lên khung lưới. Thời gian ñầu thợ in thường dùng phương pháp chuyển trực tiếp bằng cách vẽ lên lớp nến trắng, vẽ trên lớp ñất sét hay vẽ lên lớp dầu bóng nhưng về sau người ta thường dùng hơn với phương pháp gián tiếp như là vẽ trên giấy nến hoặc là ngày nay ña số ñều dùng phương pháp cảm quang. Vẽ trên lớp nến trắng là kỹ thuật tạo lỗ trống của lưới in bằng cách dùng bút gỗ hoặc tre khắc hoa văn lên một tấm lưới ñã ñược nhúng vào dung môi nến nóng chảy và làm nguội. Vẽ trên lớp “ñất sét” là kỹ thuật tạo lỗ trống của lưới in bằng cách dùng bút gỗ,tre hoặc kim nhọn khắc, ñục lỗ theo hình dạng hoa văn trên một tấm lưới ñã ñược nhúng vào hồ ñất sét ñã làm khô. Vẽ trên lớp dầu bóng là kỹ thuật tạo lỗ trống của lưới in bằng cách dùng bút lông vẽ hình dạng hoa văn trên một tấm lưới ñã ñược quét một lớp dầu bóng và làm khô. Sau khi vẽ nhiều lần sẽ tạo những lỗ trống cần thiết trên bề mặt lưới. Vẽ trên giấy nên là phương pháp gián tiếp ñể tạo những lỗ trống trên bề mặt lưới in. Dùng dao "khắc" hình trên giấy nến ñể tạo những khoảng trống cần thiết, úp mặt giấy nến ñã khắc lên lưới và dùng bản ủi làm nóng chảy nến. Sau khi ñể nguội, những chỗ không cần thiết sẽ ñược nến bít lại. [...]... k , ch t o máy in l a ñã và ñang ñư c ti n hành C th : 1.2.1 Các công ty, nhà máy M t s ít các công ty, nhà máy TP H Chí Minh và Hà N i ñã thi t k và ch t o m t s m u máy in l a t p trung ch y u là máy in l a d ng ph ng, kh tương ñ i nh như A3, A4 và các lo i máy in trên s n ph m tròn xoay 6 Các s n ph m c a công ty CENINTEC - 27/49B H u Giang, P.4, Q Tân Bình, TP H Chí Minh Máy A4 Máy A2 Máy A1 Hình... bàn in STT 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Tên chi ti t Bàn in ð lót bàn in Gá trư t bàn in Gá tr c trư t bàn in ð gá tr c trư t bàn in Tr c trư t bàn in Gá tr c nâng h bàn in Tr c nâng h bàn in Gá trư t nâng h bàn in Gá lăn nâng h bàn in Ch t gá lăn nâng h bàn in Bát ngàm bàn in Gá tr c ngàm bàn in Tr c ngàm bàn in Tay quay ngàm bàn in trư t Φ20 trư t Φ25 Lò xo... thao tác b ng tay r t khó khăn ñ ñ t ñư c ñ chính x c ch ng màu, ñ ñ ng ñ u c a m c in, trong trư ng h p ñó thì ta ph i in b ng máy ho c có ñ gá chuyên d ng T các thao tác in tay trên, máy in l a ch ng qua là t ñ ng hoá các khâu trong quá trình in tay V y sơ ñ ho t ñ ng c a m t máy b t kỳ: Nâng khung in C p m c in H khung in In Hình 2.2 Sơ ñ nguyên lý máy in l a V y, v n ñ ñ t ra ñây là th c hi n các khâu... quét qua vùng in m t l p m c, sau ñó h khung in xu ng phôi in, dùng dao in quét l i m t l n n a và m c s th m qua khe tr ng xu ng phôi in t o thành s n ph m in Máy in l a th c ra là cơ khí hoá các thao tác in tay mô t trên dư i các d ng m u mã, hình dáng khác nhau 10 ð i v i nh ng s n ph m in ch có m t màu, các thao tác b ng tay s khá d dàng Tuy nhiên, n u là nh ng s n ph m in có nhi u màu, vi c thao... a máy in l a - So sánh các phương án và ch n phương án thi t k thích h p - Tính toán thi t k các chi ti t máy - Ch t o - L p ráp - Ch y th và ki m ch ng k t qu 2.1 Tìm hi u nguyên lý máy in l a Các thao tác in l a d ng ph ng ñư c th c hi n như sau: Khung l a Dao g t m c S n ph m c n in Bàn in Hình c n in M c in b a S n ph m in c d Hình 2.1 Các thao tác in l a Các thao tác in tay bao g m: ngư i th in. .. khuôn in, sau ñó dùng dao g t ñ m c th m qua lư i và ăn vào s n ph m c n in ði u ch nh lư ng m c in, t c ñ g t ñ ñ t k t qu t t nh t Sau khi in, m c in ch m i c ñ nh cơ h c t m th i trên v t li u nên c n có quy trình x lý ñ g n màu c ñ nh cho hình in Tùy lo i m c in, v t li u in ñ có 4 nh ng cách x lý thích h p, như là: s y, h p, gia nhi t khô, hi n màu ư t (trong dung d ch axit loãng), hay hi n màu. .. a M1 2x1 .7 5x1 20 M1 0x1 . 5x5 0 - ñ u bông M 6x1 x20 - l c giác STT 01 02 03 04 05 06 07 B nv 1.26 1.27 1.28 V t li u CT3 1.29 CT3 CT3 CT3 S lư ng 2 2 2 Kh i lư ng 4.96 kg 2.54 kg 2.00 kg 4 4 10 4 0.18 kg 2.3.4 C m in C m in - g t m c C m truy n ñ ng C m truy n ñ ng Hình 2.17 K t c u c m in Toàn b c m in ñư c gá trên khung gá c m in Khung gá này liên k t v i thân máy b ng kh p b n l Khi thao tác trên máy, ... - B trí các dao g t và dao in, ñ - Cân ch nh l c ñè c a dao in cũng như dao g t - T c ñ in - ð - ð rung c a máy trong quá trình in n ñ nh trư t c a dao trong quá trình in n ñ nh c a bàn in ðây là các thông s s quy t ñ nh ñ n ch t lư ng máy, ngoài các thông s trên, các y u t khác cũng quy t ñ nh ñ n ch t lư ng máy nhưng không ñáng k Sau khi xem x t và tham kh o các lo i máy trên th trư ng, ñ tài ñưa... bàn in ho c cho c m cơ c u in 2.2.2 Phân tích và l a ch n phương án thi t k c m nâng h C m nâng h có th thi t k bàn in c ñ nh, c m in nâng h ho c c m in c ñ nh còn bàn in nâng h lên xu ng M t s ñi m c n lưu ý khi thi t k c m này là dao in và bàn in có th tháo r i nhau m t cách d dàng trong trư ng h p thay khung 2.2.2.1 Phương án 1: Nâng h c m in 6 4 5 1 7 2 3 8 Hình 2.10 Sơ ñ nâng h c m in T cơ c u in. .. 2.3.3.2 Bàn in ð thu n ti n trong vi c b phôi in, bàn in ñư c thi t k có th trư t ra kh i g m máy nh hai tr c d n hư ng Toàn b bàn máy ñư c gá trên m t khung thép Khung thép này ñư c gá trên b n tr c d n hư ng và trư t theo phương ñ ng c a máy nh cơ c u cam nâng h Bàn in Khoá bàn in G i trư t ð gá bàn in Tr c trư t khung gá bàn in Tr c trư t Con lăn Hình 2.15 K t c u bàn in G i trư t Lò xo 20 B ng . máy ở TP. Hồ Chí Minh và Hà Nội ñã thiết kế và chế tạo một số mẫu máy in lụa tập trung chủ yếu là máy in lụa dạng phẳng, khổ tương ñối nhỏ như A3, A4 và các loại máy in trên sản phẩm tròn xoay ñộng cụm in 24 2.21 Kết cấu máy in lụa một màu khổ lớn 25 2.22 Cam nâng hạ bàn in 26 3.1 Tổng thể máy 27 3.2 Tổng thể máy ñã ñược chế tạo 28 3.3 Cụm ñiều chỉnh cao ñộ bàn in 28. THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 5/ 2009 I BÁO CÁO NGHIỆM THU Tên ñề tài: Thiết kế chế tạo máy in lụa dạng phẳng khổ lớn 1000mm × 800mm Chủ nhiệm ñề tài: ThS. Trương